膨胀石墨和二氧化钛协同阻燃PA6复合材料及其性能研究

以膨胀石墨(EG)和二氧化钛(TiO_2)为阻燃剂,制备了聚酰胺6(PA6)/EG/TiO_2和PA6/EG复合材料,研究了EG和TiO_2对PA6阻燃性能、力学和热稳定性能的影响。结果表明,EG对PA6的结晶性能没有影响,而TiO_2的加入使EG的衍射主峰发生了偏移。EG单独加入及与TiO_2复配加入PA6中都提高了复合材料的分解温度,后者使复合材料残炭率从0.48%达到最高值17.29%,热变形温度随着EG含量的增加而显著提高,当EG含量为20%时,热变形温度较纯PA6提高了92.9%,TiO_2的加入对热变形温度影响不大。当EG含量20%时,LOI达到26.5%,UL94测试中达到V-2。TiO_2复配后PA6/EG15复合材料的LOI提升,且滴落速度降低。EG在低含量(10%)时对弯曲性能有提升作用,而对拉伸强度影响不大。在EG较大含量时(≥10%),复合材料的弯曲强度和拉伸强度都下降。TiO_2的共同加入起到了协同增强的效果,弯曲强度较拉伸强度提升更明显。     

不同膨胀体积改性膨胀石墨及其填充PA66性能

采用化学氧化法制备了不同膨胀体积的膨胀石墨(EG),通过聚丙烯酸酯对不同膨胀体积的EG进行包覆改性,利用改性后的EG制备改性EG/聚酰胺66(PA66)复合材料,研究了不同膨胀体积的改性EG对复合材料力学性能和导热性能的影响。结果表明,EG经丙烯酸酯改性后,EG的表面粗糙度和活性基团明显增加;复合材料弹性模量和弯曲强度均随改性EG膨胀体积的增加而增加,与未膨胀石墨相比,分别提升了36.1%、25.8%;拉伸强度、断裂伸长率和热导率随膨胀体积的增加呈先增加后减小的趋势。拉伸强度在EG膨胀体积为40 mL/g时达到最大值,为75.6 MPa;热导率在膨胀体积为20 mL/g时最佳,为2.56 W/(m·k),与未膨胀石墨相比,拉伸强度和热导率分别提升了33.3%和30.1%。     

EG/DMMP阻燃聚氨酯酰亚胺泡沫塑料的研究

采用极限氧指数、拉伸试验机和扫描电子显微镜对可膨胀石墨(EG)和甲基膦酸二甲酯(DMMP)复配阻燃聚氨酯酰亚胺泡沫塑料(PUI)的阻燃性能、表面炭层形貌及力学性能等进行了研究。结果表明,阻燃剂添加量相同时,复配阻燃体系的极限氧指数值高于EG单独阻燃PUI,PUI/EG/DMMP体系的极限氧指数值由18.6 %提高至33.4 %;EG/DMMP的复配,减少了对泡孔结构的破坏,PUI/EG/DMMP燃烧后能生成更加连续和致密的炭层;阻燃剂添加量相同时,与EG单独阻燃PUI相比,EG/DMMP复配减少了对压缩性能的损害。     

可膨胀石墨/聚磷酸铵协同阻燃聚苯乙烯的研究

将可膨胀石墨(EG)与聚磷酸铵(APP)复配并添加至聚苯乙烯(PS)基体中,制备了PS/EG/APP阻燃复合材料。通过极限氧指数(LOI)、水平垂直燃烧(UL 94)测试,以及热重分析(TG)和扫描电镜分析(SEM)对PS/EG/APP阻燃复合材料的阻燃性能和热稳定性进行了检测,并优化了该材料配方。结果表明:复合阻燃剂EG/APP的加入,使得体系的LOI值与热稳定性均明显提高。其中当复合阻燃剂EG/APP的添加量为30 phr,且质量比为3:1时,阻燃体系的LOI值可达到31.8%,而单独添加同量EG或APP的阻燃体系,其LOI值仅为29%和20.8%,这说明EG与APP之间存在协同效应。     

无卤型阻燃聚氨酯泡沫塑料研究

选用可膨胀石墨(EG)作为阻燃剂制备了阻燃聚氨酯泡沫塑料,考察了EG的用量及其表面处理对材料的阻燃性能及力学性能的影响。结果表明,选择EG作为阻燃剂可以有效提高聚氨酯泡沫塑料的阻燃性能;随着EG用量的增加,材料的阻燃性能提高,当EG用量为30%时,其氧指数(LOI)可达27%,但力学性能明显下降;采用聚乙烯醇或钛酸酯101对EG进行表面处理后,材料的力学性能明显改善,且聚乙烯醇优于钛酸酯。     

可膨胀石墨在膨胀型钢结构防火涂料中的应用

为了改善钢结构防火涂料膨胀炭质层蓬松易脱落和易开裂的缺点,将可膨胀石墨(EG)添加到防火涂料中,通过耐火实验来研究EG对炭质层形貌和钢结构耐火极限的影响。结果表明,EG膨胀后成“蠕虫”状穿插于膨胀炭质层中,起到增强作用,使炭质层结构更致密。热分析结果表明,w(EG) =6 7%时,防火涂料在600℃时的热失重减少了7%;w(EG) =0 5%时,钢结构耐火极限延长了10min。     

可膨胀石墨对聚氨酯半硬质泡沫性能的影响

采用一步法制备了不同含量可膨胀石墨(EG)阻燃聚氨酯半硬质泡沫塑料(PUF)。通过扫描电子显微镜观察了纯PUF和EG改性PUF的泡孔结构、EG粒子在泡沫内的分布状态和泡沫燃烧后泡孔和炭层形貌。结果表明,添加EG粒子后,EG粒子附着在泡孔表面,泡孔形貌改变;燃烧后,纯PUF泡孔严重炭化变形,添加EG粒子的泡沫表面覆盖一层浓密的"蠕虫状"石墨炭层。采用垂直–水平燃烧试验和极限氧指数(LOI)试验对PUF的阻燃性能进行了测试。试验结果表明,随着EG用量的增加,PUF的阻燃性能增强,EG添加量为12%时,水平阻燃等级达到HF–1级,LOI达到23.9%,有较好的阻燃效果。     

可膨胀石墨/聚磷酸铵协同阻燃低密度聚乙烯的性能研究

以可膨胀石墨(EG)与聚磷酸铵(APP)复配组成新型膨胀型阻燃剂(IFR),并将其应用于低密度聚乙烯(LDPE)中,当总添加量(质量分数)为15%,EG/APP质量比为3 1∶时,复合材料氧指数达到29%,而单独加入EG或者APP时只有27%和21%。表明二者具有良好的协同阻燃效果,并通过热失重测试(TG)、扫描电镜分析(SEM)、傅里叶红外分析(FTIR)阐明了APP和EG在固相和气相中的协同机理。     

可膨胀石墨/聚磷酸铵协效阻燃PUI泡沫塑料研究

通过添加可膨胀石墨(EG)和聚磷酸铵(APP)单组分阻燃剂及其复配阻燃剂,制备了聚氨酯–酰亚胺(PUI)泡沫塑料阻燃体系,并对其阻燃性能、热性能、表面碳层形貌及力学性能等进行了研究。结果表明,在相同阻燃剂添加量下,复配阻燃体系的极限氧指数(LOI)值高于单一阻燃剂阻燃体系,PUI/EG/APP体系的LOI值由18.6%提高至30.9%。热失重分析表明EG和APP间的相互作用导致了PUI/EG/APP体系在高温阶段的热降解速率下降,残炭率显著上升。扫描电镜分析表明PUI/EG/APP体系在燃烧后能生成更加连续和致密的炭层。在相同阻燃剂添加量的情况下,EG/APP复配使用能够减少EG对PUI压缩性能的损害。     

EG和DBDPE/Sb_2O_3协同阻燃ABS的阻燃性能及机理研究

将可膨胀石墨(EG)与十溴二苯乙烷/三氧化二锑(DBDPE/Sb2O3)复配制备ABS阻燃复合材料,通过锥形量热仪和热重分析等方法研究了EG和DBDPE/Sb2O3协同阻燃ABS的燃烧性能,探讨了二者的协同阻燃机理。结果表明:与纯ABS相比,EG与DBDPE/Sb2O3共用使ABS阻燃复合材料的峰值和平均热释放速率分别下降了73.5%和63.8%,峰值质量损失速率降低52.04%,平均有效燃烧热降低19.96%,成炭量增加;EG阻燃ABS为典型的凝聚相阻燃机理,DBDPE/Sb2O3阻燃ABS为气相阻燃机理,二者并用时可以同时发挥凝聚相阻燃和气相阻燃作用,但以凝聚相阻燃机理为主;热重分析表明EG与DBDPE/Sb2O3具有协同作用,ABS分解峰的峰值热失重速率下降25.2%,二者可以互相促进ABS成炭,EG可以保护ABS成炭产物,提高实际成炭量。     

气提法合成二甲基丙烯酸乙二醇酯

以乙二醇和甲基丙烯酸为原料,直接酯化法合成二甲基丙烯酸乙二醇酯,反应过程中通入空气代替带水剂带出反应生成的水。考察了氮气、氩气、二氧化碳与氧气以不同比例混合作为带水气体对反应收率的影响,结果表明,纯氮气、氩气和二氧化碳没有辅助阻聚作用,纯氧气的辅助阻聚作用比混合气体的辅助阻聚作用弱,空气是具有良好辅助阻聚作用的带水剂,可以减少阻聚剂的用量。还考察了反应温度、催化剂用量、醇酸摩尔比、反应时间、空气流量和阻聚剂用量对收率的影响,在催化剂对甲苯磺酸用量为反应物总质量的5%,n(乙二醇)∶n(甲基丙烯酸)=1∶2.4,通入的空气体积流量为0.2L/min,阻聚剂对苯二酚用量为反应物总质量的0.1%,反应温度110℃,反应时间3h的条件下,二甲基丙烯酸乙二醇酯收率达93.5%。     

强酸性阳离子交换树脂催化合成苯乙酮环乙二缩酮的研究

在强酸性阳离子交换树脂催化剂存在下,以苯乙酮、乙二醇为原料合成苯乙酮环乙二缩酮,分别研究了反应温度,反应时间,原料配比,催化剂用量等条件对合成反应的影响,确定了最佳工艺条件。该方法合成苯乙酮环乙二缩酮的最佳工艺条件是:反应温度为95℃,反应时间2.5 h,n(苯乙酮)∶n(乙二醇)=0.2∶0.28;强酸性阳离子交换树脂用量为1.5 g;带水剂环己烷为40 mL(苯乙酮为0.2 mol的情况下)。苯乙酮环乙二缩酮的收率可达到96.25%,产品纯度99.5%以上。催化剂不经处理可循环使用多次。该催化剂具有价廉易得、催化活性好、不腐蚀设备、无环境污染等优点。     

马铃薯淀粉基烷基糖苷的合成

以马铃薯淀粉、乙二醇、十二醇为原料,对甲苯磺酸和助剂P为复合催化剂,采用转糖苷化反应合成烷基糖苷表面活性剂,探讨了各主要影响因素对合成反应过程及结果的影响。通过正交实验法优选出最佳工艺条件：糖苷化温度115℃;n(经折合的淀粉中葡萄糖单元): n(乙二醇): n(十二醇) : n(催化剂)=1∶5∶3∶0.01。在此条件下总糖苷收率为122.53%。     

镁铝复合氧化物催化合成醇醚醋酸酯的研究

介绍了以环氧乙烷、乙酸乙酯为原料,水滑石所衍生的镁铝复合氧化物作催化剂,一步合成乙二醇单乙醚醋酸酯的方法。对其反应条件进行优化,得到适宜的工艺条件:n(乙酸乙酯):n(环氧乙烷)=4:1,反应温度135℃,催化剂用量为环氧乙烷质量的4％,反应时间60min,体系初压0.9MPa,在此条件下乙二醇单乙醚醋酸酯收率为39.21％。     

Modeling of a continuous rotating disk polycondensation reactor for the synthesis of thermoplastic polyesters

A dynamic multicompartment model is proposed for a continuous flow rotating disk reactor for the finishing stage melt polycondensation of poly(ethylene terephthalate). In the multicompartment reactor model, ethylene glycol is removed from both the bulk melt phase and the film phase formed on the rotating disks. The specific interfacial area for the film phase is estimated using the empirical correlation for polymer film thickness, and the mass transfer coefficient is calculated using the penetration theory. The mass transfer enhancement factor is introduced to account for the increased interfacial area due to ethylene glycol bubbles. The effects of reactor design and operating parameters on molecular weight and ethylene glycol removal have been investigated through model simulations. In particular, a detailed analysis is presented on the ethylene glycol removal rate from the two phases. © 1996 John Wiley & Sons, Inc.     

乙二醇生产过程中CO偶联生产草酸二甲酯工艺优化

煤基原料制乙二醇是替代石油化工的一条重要途径,淮化集团有限公司与华东理工大学、上海浦景化工技术有限公司合作,建设年产十万吨合成气制乙二醇工业示范项目,2016年5月装置一次开车成功,生产出合格聚酯级乙二醇产品,"合成气制乙二醇技术"是以CO、H_2和O_2为主要原料,经中间产品草酸二甲酯,间接合成乙二醇的新技术,由于我国能源的基本国情,在可预见的将来"合成气制乙二醇技术"必将在我国发展成为替代采用传统石油原料的"EO/EG技术"的乙二醇制备路线",根据公司年产十万吨合成气制乙二醇工业示范项目运行特点,重点探讨温度、压力、配料比等关键因素对CO偶联生产草酸二甲酯工艺过程的影响,提出了草酸二甲酯生产工艺优化。探索乙二醇装置反应的能耗及经济性。     

聚L-乳酸在大分子体积溶剂中的结晶性能

聚L-乳酸(PLLA)的结晶性能影响着其生物降解速度和机械强度。采用广角X射线衍射(XRD)和差示扫描量热(DSC)方法研究溶剂分子体积对PLLA结晶性能的影响。以分子摩尔体积较大的聚乙二醇(PEG)为溶剂,PLLA在较高质量分数溶液(10%)中仍具有高的结晶度(73%)、高的非等温结晶温度和快的结晶速度,结晶速度系数CRC为0.659,高于从质量分数10%小分子溶剂中结晶的结晶速度。溶剂分子的摩尔体积对聚合物分子的构象有明显的影响,从而直接影响着PLLA的结晶速度和结晶度。     

氨基磺酸催化合成苯甲醛乙二醇缩醛

以氨基磺酸为催化剂合成了苯甲醛乙二醇缩醛,考察了醛醇摩尔比,反应时间,催化剂用量,带水剂用量等因素对苯甲醛乙二醇缩醛收率的影响。结果表明：最适宜的工艺条件是：n（苯甲醛）：n（乙二醇）=1：1．5,催化剂用量占反应物总质量的1．5％,带水剂环己烷用量为16mL（占反应物总质量的2．18％）,反应时间1．5h,上述条件下,苯甲醛L--醇缩醛收率可达到83．73％。     

PET synthesis in the presence of new aluminum catalysts

A new polycondensation catalyst (ethylene glycol aluminum) was synthesized and applied in PET synthesis. It has been characterized by spectral studies (IR, NMR). The catalytic activity of organic aluminum compound was discussed in this paper. In this investigation, the synthesis of poly(ethylene terephthalate) (PET) is presented using ethylene glycol (EG) and terephthalic acid (TPA). The result proved that ethylene glycol aluminum was the real catalytic material. And it was proved to be the most efficient catalyst for the polycondesation reaction among the organic aluminum compounds. Similar catalytic activity has been observed for ethylene glycol aluminum compared to ethylene glycol antimony. The esterification reaction was monitored by measuring the distilled water as a function of time and the modeling of this process was carried out from these data. The received PET samples were characterized by viscometry, carboxyl end-group content and diethylene glycol (DEG) content. A mechanism of aluminum catalysis has been proposed to explain these observations.     

中真空下二组元物系的汽液平衡关联式修正

针对工业上汽液平衡数据测定误差较大的现象,引入关于液相摩尔分数的三次多项式对Wilson,NRTL活度系数模型进行修正。对绝压20 Pa的中真空下乙二醇+丙三醇与1,2-丙二醇+乙二醇2个二组元物系的汽液平衡数据进行实验测定,所得数据通过Herington热力学一致性检验。借助MATLAB工具箱中的非线性最小二乘法对实验数据进行回归拟合得到新的Wilson,NRTL方程模型参数,经过实验验证,修正多项式的拟合值与实验值相对偏差均低于1%。该方法可以为同类的中高真空精馏提供计算基础及参考数据。